通信学论文-3G的业务开放及其实现的技术基础.doc

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1、通信学论文 -3G 的业务开放及其实现的技术基础 30 没有自己的标准业务 ,也就是说 ,绝大多数业务都能在 2G/2.5G 体系中开放。唯一不同的是 ,3G 能以其宽带高速传输数据的优势提供优质服务使业务更加具有吸引用户的能力 ,同时在技术演进过程中使业务开放愈来愈多彩多姿。移动网络运营商可以提供的主要业务有基于互连网的业务、驻留在终端的业务和电信网的增值业务 ,笔者在研究了多媒体消息、位置定位业开放的技术基础并对演进中的 3G 业务开发开放技术给出了自己的研究心得。 多媒体业务开放及其实现的技术基础 多媒体一般认为是综合了话音、文本和视频的业务 ,ITU-T 给出的定义是 :具有集成性、交

2、互性和同步性的业务称之为多媒体业务 ,这里集成性指的是能对内容数据信息、多媒体和超媒体信息、脚本信息及特定的应用信息进行存储、传输、处理、显现的能力 ;交互性指的是在业务系统中人与业务系统之间的相互控制的能力 ,是多媒体业务系统必备的能力 ;同步性指的是在多媒体业务终端上显现的文本、图像、话音是以同步方式工作的。多媒体业务的开展随网络数据传输带宽的增加而变得红火起来 ,在蜂窝移动通信领域 ,随着具有宽带高速数据传输能力的3G 系统的商用 ,为移动多媒体的广泛应用打通了制约的瓶颈。移动多媒体分为三种 :1.流媒体 ;2.多媒体消息 ,包括彩信、彩铃等 ;3.视频。本节仅就 30 中多媒体消息业务

3、开放的技术基础给出描述。 30 的 MMS 业务是在 2.5G 的短信即 SMS 的基础上演化发展而来。 MMS 业务的开展需要在网络技术支撑体系中首先设置业务中心 MMSC,这是开展MMS 业务的核心基础所在 ,它主要负责 MMS 消息的存储并处理进出 MMSC 的消息 ,完成在网络上发送由文本、图片、声音等媒体格式组成的多媒体消息。多媒体消息中心内部主要分为 MMS Rs,ay 和 MMS Server。与 3G 核心网相关网元互通的功能主要由 MMS Relay 通过 WAP 网关来实现 ,比如说与 SMSC 和 3G-GGSN 的互连 ,与SMSO 的互连的原因是 MMS 的通达用户需

4、要用 SMS 进行提前通知 ,MMS Relay 在不同的消息系统之间进行信息的传递。它在服务器和用户代理之间提供一个综合的功能 ,并根据不同的网络综合不同的服务器类型。 根据需要和可能 ,MMS Relay 和 MMS Server 可以合设也可以分开设置 ,也存在其它 MMSC,MMSC 与 MMSC 的连接采用 MM4 接口 ,这是由 3GPP 规范定义的。因此 ,在多运营 商的情况下 ,只要遵循 3GPP 制定的 MM4 接口规范 ,不需要多媒体消息网关 ,MMS 业务即可以跨运营商而开展。 以上情形仅只对各运营商都设置了标准 MMS 系统而言 ,如果某运营商设置了非标准的 MMS系统

5、 ,其与 MMSC系统的互连需加设 MMS网关 ,该网关位于 MMSC和非标准MMS 系统之间。 以上描述是基于 3GPP R4 版本。在 R5 版本中 ,则直接定义了 TCP/IP 方式的 MMS。 换个角度来看 ,我们应该对 MMS 业务概念作一个修正。 MMS 不仅是一种业务 ,而更像是是一种数据传输协议 ,更进一步说。 MMS 是一大类业务。 有人 说 ,MMS业务是在 GPRS的基础上起飞 ,将在 30中大放异彩 ,这就是人们对 MMS业务发展的预期与希望。 MMS 业务的发展变化也牵涉到移动终端即手机的问题 ,因为 MMS 业务的开展需要MMS 手机的支持 ,如果终端不是 MMS

6、手机 ,那就需要多媒体系统首先向终端发 SMS短信进行通知 ,再由手机终端通过 WAP 或 WEB 方式上网提取自己的 MMS。但这并不是长久之法 ,MMS 业务的开展一般来说还是在双方都是 MMS 手机的时候才得以进行。 位置定位业务开放及其实现的技术基础 位置定位业务在 2.5G蜂窝移动通信系统中已有推出 ,由于 其前景看好 ,在 30中仍然作为增值业务之一而隆重推出。 LBS(Location Based Service)一般说来用在公共安全业务、导航、跟踪业务、基于位置的个性化信息服务以及基于位置的计费业务等方面。 举例来说 ,基于位置的个性化信息服务就是当一名移动用户想要了解他 /她

7、目前所处位置附近地区购物中心、娱乐场所等的位置时 ,他 /她就可以发送一个服务请求来了解情况。 人们在大量地使用位置定位服务的时候 ,并不太了解开展此项业务背后的复杂的技术支撑。本文即以 30中的 WCDMA技术为例介绍位置定位服务背后的技术基础。 WODMA 在 R99 版 本 中 定 义 了 三 种 位 置 定 位 技 术 , 它们是 :1.CELL-ID;2,OTDOA;3.A-GPS。其实现原理在此就不多说了。下面具体介绍相应的网络技术支撑。 WCDMA 标准体系结构由三部分组成 :1.核心网络 ,2.无线接入网络 ;3.移动终端。3GPP 规定的实现位置定位的网络技术组成部分是 :

8、无线接入网侧由 LMU(Location Mesurment Unit,位置测量单元 )和 SMLC(Servmg Mobite Location Oenter,移动位置定位服务中心 )组成。其中 ,LMU 可以单独 设置也可以与 Node B 合设 ;SMLC 可以单独设置也可以与 BNC 设置在一起 ,这些都具体取决于设备厂商的具体安排。核心网侧的网元是 GMLC(Oateway Mobile Location Center,网关移动定位中心 ),作为 LBS服务器它与 LBS客户端连在一起。其它核心网元 MSC/MSC Server、 HLR、 SCP 和 3G-SGSN 同时被要求具有

9、对位置定位的支持能力。 上述各网元各司其职 ,LMU 负责移动终端上行信号的测量 ,测量结果传给 SMLC 供其计算位置信息使用。 SMLC 根据用户对位置定位业务 QoS 的需求 从三种定位方法中选定一种进入位置定位服务的提供程序。即将移动终端的位置定位信息 (经纬度 )通过电路域的 MSC 或分组域的 3G-SGSN 送到 GMLC.GMLC 是连接外部以获取位置定位服务的网关 ,通过它移动终端获取到位置定位信息。 GMLC 的功能还包括对用户及客户端的鉴权、授权 ,并将 SMLC 传送来的位置经纬度信息转换成地理坐标 ,对客户端和用户计费以及接受客户端的请求并作出相应的响应等。 LBS客

10、户端是为了获取申请位置定位业务的移动终端的位置信息而与 LBS服务器进行交互的网元。它可以设置在移动网内实体上 ,也可以设置在 移动网外部。一般情况下 ,LBS 客户是由网络运营商或其他第三方来提位置定位业务的 ,它可以通过两种方法接入 GMLC,一种方法是通过采用 MLP(Nobile Location Protocoi)协议的 Le 接口接入到 GMLC,MLP 开放移动联盟 OMA 所大力推荐的 GMLC 和具体位置定位应用之间的协议 ;另一种方式是通过 OSA 提供的标准 APr(Application Program interface)接口接入 ,这 种方式是网络分层次架构发展的趋

11、势。但是有鉴于统一业务开放的平台的建设还是很遥远的事情 ,后一种方式从应用的 层面看技术上还很不成熟 ,所以在实际应用中还很少采用它。 有鉴于不同应用的需要 ,LBS 客户端可以向 GMLC 发出两种位置定位服务请求。即时位置定位服务请求 LIB 和延时位置定位服务请求 LDR。其中包括移动终端的信息、业务类型以及业务 Qos 等 ,GMLC 将相应地回复即时响应、延时响应消息 ,其中包括移动终端的地理坐标 ,LBS 客户端可以据此开展各项应用服务 , WCDMA系统也支持对漫游移动终端用户的位置定位业务 ,它是通过 GMLC和 HLR之间的接口 Lh以及 GMLC之间的接口 Lr来完成的。简

12、单地说 ,当客户端向 R-GMLC(接受请求的 GMLC)发出请求后 ,R-GMLC 通过 Lh 和 Lr 接口找到 H-GMLC(归属 GMLC)和 V-GMLC(访问 GMLC),并将位置定位请求转到 V-GMLC,再由访问地网络对漫游用户进行位置定位 ,然后将返回结果经 R-GMLC 传送到客户端。 演进的 3G 系统业务实现的技术基础 以 WCDMA 为例 ,在 30PP 的 R4 版本中 ,由于采用了软交换的技术 ,实现了呼叫控制与网络承载的分离 ,在进一步的版本中 ,又实现了网络承载与业务开放的分离。这样就从根本上实现了基础网络与业务开放的彻底分离 ,这样一来 ,业务的开放过程中

13、完全可以屏蔽掉网络的具体技术细节和复杂多样的协议束缚 ,从而给业务的开放带来了极大的灵活性。 3G 业务的实现可以分成两部分 :1.网络侧 ;2.终端侧。其中 ,网络侧是基于全 IP核心网的网络架构 ,终端则支持 MExE、 SAT、 srP 和电路域呼叫控制功能 ;网络侧分为分组交换域 30-SGSN、 3Q-GGSN、 SIP Server 与电路交换域 MSC Server 和媒体网关 MGW。移动终端通过 iqode B,RNC 与核心网相连 ,网络侧的各网元通过MAP 协议与 HSS 相连 ,通过 CAP 协议与 SOP 相连。 SAT SAT是嵌 入在 SIM卡上的业务执行环境 ,

14、SAT上业务的展开一般以客户端 /服务 器的方式来实现。客户端的程序内置于移动终端的 SIM 卡中 ,而服务器端的程序则 置于 SAT Server 上 ,移动终端可以通过动态地访问 SAT server 来发现新的客户 端程序。下裁并更新老的客户端程序 ,以进行业务的开展。 MExE MExE 是应用在移动终端上的业务执行环境 ,也采用客户端 /服务器的方式 ,MExE最初设计的基本目标是开发一些终端能够具有的跨越不同硬件平台、不同操作系统 (这些操作系统嵌在手机中 ,并以操作系统的不同而对手机进行 分类 )应用程序 ,MExE 分级为四类 :1.WAP 手机 ;2.个人 JAVA 手机 ;

15、3.个人 J2ME(JAVA2 Micro Edition); 4.支持 Microsoft。 NET 技术的手机。 SIP SIP是在 30的分组交换域网络中进行多媒体通信的应用层控制协议 ,移动终端的SIP 用户代理即用于发起和接收 SIP 呼叫请求。 电路交换呼叫控制程序 移动终端的电路呼叫控制程序用于发起和接受电路交换域的呼请求 ,当然这些请求都是业务的请求。 这些终端应用程序的作用所在就是 SAT 可以开展像手机电话银行、手机证券交易等 安全性要求高的业务 ;MExE 则可以按其分类的手机终端如 JAVA 手机、 WAP 手机相应地开展业务。通过开放的 SAI AFI 与 MExE

16、API 接入底层资源与网络资源。这些 APl 通过网络网元中的 SCF 来实现业务应用与承载网络的分离。在这里 ,API是关键所在。 API 是终端访问相应的网络业务资源和执行终端应用程序如 MExE、 SAT 的关键 ,MExE API 和 SAT API 被终端执行以访问底层资源 ,而业务程序则通过 API 并采用分布式的面向对象的技术来访问网络资源 ,通过对底层资源和网络资源的访问 ,API 在灵活地、个性化地 开放业务的同时也实现了业务开放与承载网络的分离。 开放业务平台 OSA的概念的提出是由 3GPP ON5、 ITuT SG11、 ETSI SPAN12和 PARLAY组织来完成

17、的。 OSA 是移动增值业务开发开放的关键技术之一 ,它由三部分组成 :1.应用程序 ;2.架构 ;3.业务能力服务器 (SCSs)。其中 SCS 是 SCF 的物理实体 ,向应用程序提供具体的业务实现能力 ;架构提供鉴权、授权及认证等功能 ,可以起到对用户业务应用的安全保障机制作用。换言之 ,OSA 也是一个开发业务的综合平台。在这里 ,上面提到的 API 提供了接入渠道。 虚拟归属环境 VHE 也是最近才提出的增值业务平台的重要技术之一 ,它保证了业务开放的智能化与个性化以及个人特征业务的可携带性 ,这也是未来移动通信系统业务开放的前沿技术之一。 通过对在 3G系统中几个典型业务开放的基础技术的介绍与演进中的 3G系统业务开发开放的研究。大致给出了现在及未来 3G 业务实现的方法与技术途径。